Menu Zavřeno

Vysvětlení meteorologických radarů

Všichni používáme radary, které nám pomáhají při plánování outdoorových aktivit. Měli bychom si s sebou vzít deštník? Blíží se silná bouřka? Nebo budeme po zbytek dne v suchu? Radar nám sice pomáhá předpovídat nadcházející počasí, ale jen málokdo přesně rozumí tomu, jak funguje. Vývoj radaru je zajímavý a je překvapivé, jak tak důležitý přístroj vznikl.

RADAR je zkratka pro RAdio Detection And Ranging a byl pomalu vyvíjen v průběhu času od konce 19. století. Na začátku druhé světové války jej mnoho zemí používalo k odhalování nepřátelských lodí a letadel. Když operátoři radarů zjistili, že srážky způsobují na jejich obrazovce „falešné“ ozvěny (maskující potenciální nepřátelské cíle), uvědomili si nově objevený potenciál radaru. Brzy po válce se jako detektory srážek začaly používat přebytečné radary. Od té doby se moderní meteorologické radary značně vyvinuly a zdokonalily, zahrnuly lepší metody získávání dat a data s vyšším rozlišením. Většina moderních meteorologických radarů je nyní pulzně-dopplerovská a kromě intenzity srážek je schopna detekovat i pohyb dešťových kapek. Specializovaný software dnes využívá radarová data ke krátkodobým předpovědím, a dokonce je začleňuje do numerických modelů předpovědi počasí, aby zvýšil přesnost předpovědí. Jak přesně funguje?

Základy: Jak funguje moderní meteorologický radar

Moderní dopplerovský radarový systém se skládá z velké radarové antény umístěné uvnitř ještě větší šestihranné kopule, která ji chrání před povětrnostními vlivy. Radarová anténa se může otáčet o 360 stupňů v horizontálním směru a přibližně o 20 stupňů ve vertikálním směru. Při otáčení radarová anténa vysílá extrémně krátké dávky rádiových vln, tzv. pulsy, a čeká na návrat těchto pulsů během „doby poslechu“. Každý impuls trvá přibližně 0,00000157 sekundy, přičemž „doba poslechu“ je 0,00099843 sekundy. Vysílané rádiové vlny se pohybují atmosférou přibližně rychlostí světla. Po dopadu na cíl, jako je dešťová kapka nebo sněhová vločka, se rádiové vlny rozptýlí a část energie se vrátí zpět do radaru. Radar sleduje všechny tyto informace během „doby poslechu“, přičemž tento proces se opakuje až 1 300krát za sekundu. Sledováním doby, za kterou rádiové vlny opustí anténu, zasáhnou cíl a vrátí se zpět do antény, může radar vypočítat vzdálenost a směr cíle pomocí „Dopplerova jevu“ (odtud název Dopplerův radar). Vrácená energie, kterou radar obdrží, navíc poskytuje informace o vlastnostech cíle včetně jeho velikosti, intenzity a u nejnovějších dvoupolarizačních radarů dokonce i o typu srážek.

Dopplerův jev

Využitím Dopplerova jevu poskytují dopplerovské radary informace o pohybu a poloze cílů. Poté, co radar vyšle impuls rádiových vln, sleduje fázový posun mezi vyslanou rádiovou vlnou a přijatou ozvěnou. Tento fázový posun ukazuje, zda se cíl pohybuje přímo směrem k radaru nebo od něj, což se nazývá jeho radiální rychlost. Kladný fázový posun znamená pohyb směrem k radaru a záporný posun znamená pohyb směrem od radaru. Efekt fázového posunu je podobný „Dopplerovu posunu“ pozorovanému u zvukových vln. Pokud objekt vysílá zvukové vlny, když se blíží k určitému místu, vlny se stlačují, což vede k vyšší frekvenci. Když se objekt od místa vzdaluje, zvukové vlny se roztahují, což vede k nižší frekvenci. To se často projevuje, když kolem projíždí záchranné vozidlo s houkající sirénou.

Dvojpolarizační radar
Národní meteorologická služba v současné době používá pro svou síť dvojpolarizační radary. Zatímco běžné radary vysílají a přijímají impulsy v horizontálním směru, dvoupolarizační radary jdou o krok dál a vysílají a přijímají vlny v horizontálním i vertikálním směru. This provides a more complete picture of targets in the atmosphere, allowing forecasters to differentiate between rain, snow/melting snow, and even hail.

Napsat komentář

Vaše e-mailová adresa nebude zveřejněna. Vyžadované informace jsou označeny *